مطالعات آزمایشگاهی جهت تعیین چقرمگی شکست مود اول در نمونه های استوانه ای توخالی جدار ضخیم سنگ مارن

در صنعت نفت به منظور افزایش شاخص تولید و بازیافت از چاه هایی که به علت برداشت طولانی مدت، بازده آن ها کاهش یافته است یا سنـگ های اطراف چاه میزان نفوذپذیری کمی دارند از شکست هیدرولیکی استفاده می کنند. با توجه به اینکه در عملیات شکست هیدرولیکی ترک ها به صورت کششی باز می شوند، فقط چقرمگی شکست مود i مورد بررسی قرار گرفت. در این تحقیق با انجام آزمایش های آزمایشگاهی به بررسی سه پارامتر مهم شامل طول و عرض ترک و نیز فشار جانبی بر چقرمگی شکست مود i در استوانه تو خالی جدار ضخیم که در واقع شبیه سازی محیط چاه نفت در آزمایشگاه است، پرداخته شد. نمونه مورد مطالعه، سنگ مارن تهیه شده از سازند بنگستان واقع در قسمت جنوب و جنوب غربی ایران بود. برای انجام آزمایش در نمونه هایی به قطر خارجی 73 میلی متر و قطر داخلی 25 میلی متر و ارتفاع 150 میلی متر دو ترک مصنوعی با ابعاد مشخص به صورت متقارن ایجاد شد. پس از آن نمونه تحت تنش سه محوری قرار گرفت و سپس میزان فشار لازم برای گسترش ترک های مصنوعی اندازه گیری شد. در نهایت برای بررسی اثر هر پارامتر بر روی چقرمگی شکست مود i سه آزمایش انجام شد و به کمک مدلسازی عددی با استفاده از نرم افزار های abaqus و ansys نتایج نشان داد که چقرمگی شکست با افزایش خطی عرض و طول ترک، به صورت خطی به ترتیب کاهش و افزایش می یابد و با افزایش خطی فشار جانبی، به صورت غیر خطی افزایش می یابد. همچنین فشار شکست با افزایش خطی عرض به صورت خطی کاهش می یابد و با افزایش خطی طول ترک و فشار جانبی بـه صورت غـیر خطی بـه ترتیب کاهـش و افزایش می یابد.